СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1996 года по МПК G01N27/14 

Изобретение относится к методам кондуктометрического контроля изделий и может быть использовано для определения теплофизических характеристик изделий радиоэлектронной и микроэлектронной аппаратуры, а также для разбраковки изделий по теплофизическим параметрам.

Целью изобретения является повышение производительности контроля при одновременном определении нескольких теплофизических характеристик: теплоемкости, теплопроводности и температурного коэффициента сопротивления.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ неразрушающего контроля теплоемкости параметров изделий.

Способ реализуется в следующей последовательности операций.

Исследуемый образец нагревают протекающим по нему током. Работа осуществляется в импульсном режиме (т.е. нагрев осуществляется импульсами тока) с частотной модуляцией импульсов. Амплитуда импульсов тока нагрева стабилизирована.

Регистрируют динамическую величину напряжения на образце. Из получаемой реализации выделяют низкочастотную составляющую напряжения и измеряют совокупность информативных признаков: разность фаз между модулирующим сигналом и низкочастотной составляющей напряжения, напряжения по фронту и спаду каждого импульса в реализации.

По результатам измерения определяют теплопроводность, теплоемкость и температурный коэффициент сопротивления исследуемого образца.

Для конкретного образца нормируются:
I_o амплитуда импульсов тока;
R_o сопротивление образца в ненагретом состоянии;
U_o=I_o•R_o напряжение на образце в ненагретом состоянии;
S площадь поверхности образца;
ω круговая частота модулирующего сигнала;
частота следования импульсов тока как функция времени в соответствии с законом модуляции;
τ_o длительность импульса.

Измеряются следующие информативные признаки:
Φ_o разность фаз между низкочастотной составляющей напряжения и модулирующим сигналом;
U_фр напряжение, измеряемое на образце по фронту импульса;
U_сп напряжение, измеряемое на образце по спаду импульса.

Теплофизические характеристики определяются по следующим формулам:

где α температурный коэффициент сопротивления;
С теплоемкость образца;
l теплопроводность образца.

Коэффициент k_o определяется при градуировке, a_o и b_o рассчитываются по результатам измерений:



Частота определяется в момент времени Φ_o/ω,
h коэффициент теплоотдачи,
ρ плотность вещества.

Данный способ реализуется устройством, блок-схема которого изображена на чертеже. Устройство включает модулятор 1, генератор 2 импульсов, блок 3 управления, управляемый генератор 4 стабильного тока, устройство выборки-хранения информации 5, 6, блок 7 обработки информации и индикации.

В автоматизированном режиме задаются параметры нагрева, блоками 1, 2, 3, 4 снимается динамическая величина напряжения с исследуемого образца, выделяются информативные признаки в устройствах 5, 6 и в блоке 7 определяются искомые теплофизические характеристики.

Изобретение относится к методам кондуктометрического контроля изделий и может быть использовано для определения теплофизических характеристик изделий, например, в электронной промышленности. Целью изобретения является повышение производительности контроля при одновременном определении нескольких теплофизических характеристик. Это достигается тем, что при нагреве образца используют импульсный ток с частотной модуляцией, из реализации напряжения, снимаемого с исследуемого образца, выделяют низкочастотную составляющую изменения амплитуды, измеряют разность фаз между нею и модулирующим сигналом, напряжение по фронту и спаду каждого импульса и по результатам измерений определяют теплопроводность, теплоемкость и температурный коэффициент сопротивления. 1 ил.

Способ неразрушающего контроля изделий, заключающийся в том, что нагревают исследуемый образец протекающим по нему током и регистрируют динамическую величину напряжения на образце с последующим определением теплоемкости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и определения дополнительно теплопроводности и температурного коэффициента сопротивления, нагрев осуществляют стабилизированными по амплитуде импульсами тока с частотной модуляцией, выделяют низкочастотную составляющую изменения амплитуды импульсов напряжения, измеряют разность фаз между модулирующим сигналом и низкочастотной составляющей напряжения, напряжения по фронту и спаду каждого импульса и по результатам измерения определяют теплопроводность, теплоемкость и температурный коэффициент сопротивления.